1.本发明涉及信号处理技术领域，尤其是涉及一种胎压信号的处理方法和装置。


背景技术：

2.在车辆行驶过程中，车胎的胎压会不断发生变化，所以需要实时监测胎压信号，以保证车辆的安全行驶。目前胎压监测系统的传感器采集的胎压信号的通信格式多样，所以无法准确采集有参考意义的胎压信号，也无法对胎压信号进行有效处理，从而无法准确判断车胎的胎压状态。


技术实现要素：

3.基于此，本发明的目的在于提供一种胎压信号的处理方法和装置，以对原始胎压信号进行有效性检测以及同步性匹配，有助于后续电路检测到更加精确的胎压状态。
4.第一方面，本发明提供一种胎压信号的处理方法，该方法包括：根据预先获取的原始胎压信号和预先获取的信号电平状态数据，确定运行帧数据、第一数据和实际波特率；根据实际波特率，确定波特率时钟；采集特率时钟对应的时间范围内的第一数据，作为第二数据；根据预设的格式配置规则、预设的长度配置规则以及第二数据，确定同步帧数据和第三数据；将运行帧数据、同步帧数据、第三数据和实际波特率作为处理后的胎压信号，将处理后的胎压信号发送至预设的检测电路。
5.在可选的实施方式中，信号电平状态数据的状态包括高电平宽度状态和低电平宽度状态；根据预先获取的原始胎压信号和预先获取的信号电平状态数据，确定运行帧数据、第一数据和实际波特率的步骤，包括：对原始胎压信号进行边缘性检测；判断信号电平状态数据的状态是否为高电平宽度状态；若边缘性检测成功，且信号电平状态数据的状态为高电平宽度状态，则提取出原始胎压信号中的运行帧数据；将原始胎压信号中的除了运行帧数据之外的其他数据作为第一数据；根据运行帧数据，确定实际波特率。
6.在可选的实施方式中，该方法还包括：若边缘性检测成功，且信号电平状态数据的状态为高电平宽度状态，则产生有效的原始胎压信号的次数加一；若连续产生有效的原始胎压信号的次数达到预设次数，则提取多个运行帧数据；若连续产生预设次数的有效的原始胎压信号没有达到预设次数，则不执行提取多个运行帧数据的步骤。
7.在可选的实施方式中，根据运行帧数据，确定实际波特率的步骤，包括：将多个运行帧数据的持续总时间除以运行帧数据的数量，得到实际波特率。
8.在可选的实施方式中，该方法还包括：若连续产生有效的原始胎压信号的次数达到预设次数，则生成原始胎压信号的有效锁定信号，其中，有效锁定信号为使能信号。
9.在可选的实施方式中，采集特率时钟对应的时间范围内的第一数据，作为第二数据的步骤，包括：若生成有效锁定信号，则采集特率时钟对应的时间范围内的第一数据；将多个第一数据组合为第二数据。
10.在可选的实施方式中，根据预设的格式配置规则、预设的长度配置规则以及第二
数据，确定同步帧数据和第三数据的步骤，包括：将第二数据与预设的格式配置规则、预设的长度配置规则进行匹配，得到匹配结果；若匹配结果表征匹配成功，则从第二数据中提取同步帧数据和第三数据，其中第三数据包括数据帧数据和校验帧数据。
11.在可选的实施方式中，根据实际波特率，确定波特率时钟的步骤，包括：根据实际波特率或者预先获取的预设波特率，确定波特率时钟。
12.在可选的实施方式中，该方法还包括：通过胎压传感器采集胎压的第一胎压信号；对第一胎压信号进行滤波处理，得到原始胎压信号。
13.第二方面，本发明提供一种胎压信号的处理装置，装置包括：第一处理单元，用于根据预先获取的原始胎压信号和预先获取的信号电平状态数据，确定运行帧数据、第一数据和实际波特率；第二处理单元，用于根据实际波特率，确定波特率时钟；第三处理单元，用于采集特率时钟对应的时间范围内的第一数据，作为第二数据；第四处理单元，用于根据预设的格式配置规则、预设的长度配置规则以及第二数据，确定同步帧数据和第三数据；输出单元，用于将运行帧数据、同步帧数据、第三数据和实际波特率作为处理后的胎压信号，将处理后的胎压信号发送至预设的检测电路。
14.本发明的有益效果如下：
15.本发明提供了一种胎压信号的处理方法和装置，该方法包括：根据预先获取的原始胎压信号和预先获取的信号电平状态数据，确定运行帧数据、第一数据和实际波特率；根据实际波特率，确定波特率时钟；采集特率时钟对应的时间范围内的第一数据，作为第二数据；根据预设的格式配置规则、预设的长度配置规则以及第二数据，确定同步帧数据和第三数据；将运行帧数据、同步帧数据、第三数据和实际波特率作为处理后的胎压信号，将处理后的胎压信号发送至预设的检测电路。本方法能够对原始胎压信号进行有效性检测以及同步性匹配，有助于后续电路检测到的胎压状态更加精确。
16.发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，或者，部分特征和优点可以从说明书推知或毫无疑义地确定，或者通过实施本发明的上述技术即可得知。
17.为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施方式，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
18.为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
19.图1为本发明实施例提供的一种胎压信号的处理方法的流程图；
20.图2为本发明实施例提供的第二种胎压信号的处理方法的流程图；
21.图3为本发明实施例提供的帧格式实例示意图；
22.图4为本发明实施例提供的一种胎压信号的处理装置示意图；
23.图5为本发明实施例提供的一种胎压信号的处理系统示意图。
具体实施方式
24.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
25.因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
26.目前胎压监测系统采用的传感器信号通信格式多样，不同产品之间的信号一般采用标准曼切斯特编码、差分曼切斯特编码和反曼切斯特编码格式进行传输，但这些方法无法同步所有的信号，也无法对信号进行有效性测试以及分类，因此，设计一种低成本高性能的曼切斯特编码及延伸码格式信号的帧同步检测方法成为亟待解决的技术问题。基于此，本发明提供了一种胎压信号的处理方法和装置，该方案应用于胎压检测的场景中。
27.实施例一
28.本发明实施例提供一种胎压信号的处理方法，如图1所示，该方法包括：
29.步骤s102，根据预先获取的原始胎压信号和预先获取的信号电平状态数据，确定运行帧数据、第一数据和实际波特率。
30.具体地，这一步骤是由有效性侦测模块来执行的，该步骤的目的是侦测原始胎压信号的有效性。并且，这一步还将生成原始胎压信号的有效锁定信号，该有效锁定信号是后续的帧同步模块的使能信号。
31.步骤s104，根据实际波特率，确定波特率时钟。
32.具体地，这一步骤是由波特率时钟模块来执行的，目的是产生波特率时钟以供后续使用。
33.步骤s106，采集特率时钟对应的时间范围内的第一数据，作为第二数据。
34.步骤s108，根据预设的格式配置规则、预设的长度配置规则以及第二数据，确定同步帧数据和第三数据。
35.步骤s110，将运行帧数据、同步帧数据、第三数据和实际波特率作为处理后的胎压信号，将处理后的胎压信号发送至预设的检测电路。
36.具体地，步骤s106-步骤s110是由帧同步模块执行的，主要目的是对信号进行帧同步处理。
37.本发明提供了一种胎压信号的处理方法，该方法包括：根据预先获取的原始胎压信号和预先获取的信号电平状态数据，确定运行帧数据、第一数据和实际波特率；根据实际波特率，确定波特率时钟；采集特率时钟对应的时间范围内的第一数据，作为第二数据；根据预设的格式配置规则、预设的长度配置规则以及第二数据，确定同步帧数据和第三数据；将运行帧数据、同步帧数据、第三数据和实际波特率作为处理后的胎压信号，将处理后的胎压信号发送至预设的检测电路。本方法能够对原始胎压信号进行有效性检测以及同步性匹配，有助于后续电路检测到的胎压状态更加精确。
38.实施例二
39.本发明实施例提供了第二种胎压信号的处理方法，如图2所示，该方法包括：
40.步骤s202，通过胎压传感器采集胎压的第一胎压信号；对第一胎压信号进行滤波处理，得到原始胎压信号。
41.具体地，首先，车胎处预设有传感器，胎压传感器采集胎压的第一胎压信号(也称为rx_data或者第一基带信号)，并将第一胎压信号传输给有效性侦测模块；然后，有效性侦测模块对第一胎压信号进行滤波处理，得到原始胎压信号。另外，有效性侦测模块只有接收到用户提供的使能信号(即dbr_en)后才会工作，开始工作后，有效性侦测模块将处于高电平状态。
42.步骤s204，对原始胎压信号进行边缘性检测。
43.具体地，这一步骤是由有效性侦测模块执行的。有效性侦测模块会根据系统时钟持续检测原始胎压信号中是否包含有边缘信号(即edge_det信号，边沿信号)，如果没有检测到edge_det信号，则有效性侦测模块状态机会保持第零状态(即baud_det_st0)，若接收到edge_det信号(即边缘性检测成功)，有效性侦测模块会进入第一状态(baud_det_st1)状态，然后再次检测，如果又接收到edge_det信号，则执行步骤s206，如果没有edge_det信号，则保持baud_det_st1状态不变。
44.步骤s206，判断信号电平状态数据的状态是否为高电平宽度状态。
45.在具体实施时，信号电平状态数据的状态包括高电平宽度状态和低电平宽度状态。
46.具体地，判断步骤为：有效性侦测模块将人工输入的检测信号与baud_div[15:0](即分频系数)比较得到误差绝对值，如果误差绝对值在阈值baud_th[15:0](预先配置的波特率误差阈值)以内，则产生一个脉冲baud_valid信号(即信号电平状态数据)。根据脉冲baud_valid信号即可判断出信号电平状态数据的状态是高电平宽度状态还是低电平宽度状态。注意，baud_th[15:0]和baud_div[15:0]是用来组合起来配置cdc module波特率，单一baud_div配置baud generator波特率。
[0047]
步骤s208，若边缘性检测成功，且信号电平状态数据的状态为高电平宽度状态，则提取出原始胎压信号中的运行帧数据。
[0048]
在具体实施时，若边缘性检测成功，且信号电平状态数据的状态为高电平宽度状态，则产生有效的原始胎压信号的次数加一；若连续产生有效的原始胎压信号的次数达到预设次数，则提取多个运行帧数据；若连续产生预设次数的有效的原始胎压信号没有达到预设次数，则不执行提取多个运行帧数据的步骤。
[0049]
具体地，信号电平状态数据又称为baud_valid信号，用于接收信号的采样点。
[0050]
具体地，再次开始采样时，系统同样保持采样边沿信号edge_det，若没有edge_det信号，则保持baud_det_st1状态不变，若有edge_det信号到来，此时开始判断baud_valid信号是否为高电平(即高电平宽度状态)，若为高电平，则状态机进入下一个状态baud_det_st2，若baud_valid为低电平(即低电平宽度状态)，则表示检测出错，回到初始状态baud_det_st0重新开始循环；进入baud_det_st2状态后，系统同样保持采样边沿信号edge_det，若没有edge_det信号，则保持baud_det_st2状态不变，若有edge_det信号到来，此时开始判断baud_valid信号是否为高电平，若为高电平，则状态机进入下一个状态baud_det_st3，若baud_valid为低电平，则表示检测出错，回到初始状态baud_det_st0重新开始循环；以此类
推，直到到达baud_det_st7。这个循环次数可以根据用户的需求设定，比如本技术设置为7次，则只有连续接收到6次edge_det时，表示原始胎压信号是有效的，是满足用户需求的。此时，能够从每个原始胎压信号中提取到运行帧数据，原始胎压信号除了运行帧数据以外的其他数据称为第一数据(又称为cdc_data)，该第一数据也将发送至帧同步模块，以供后续调用。
[0051]
步骤s210，若连续产生有效的原始胎压信号的次数达到预设次数，则生成原始胎压信号的有效锁定信号，其中，有效锁定信号为使能信号。
[0052]
具体地，如果能够从每个原始胎压信号中提取到运行帧数据，有效性侦测模块也就可以判断出这些原始胎压信号是有效的，就会同时生成原始胎压信号的有效锁定信号(又称为lock)。有效性侦测模块(又称为cdr模块)会将有效锁定信号输入至后续的帧同步模块(又称为sync模块)，有效锁定信号相当于帧同步模块的触发信号或使能信号。
[0053]
步骤s212，将多个运行帧数据的持续总时间除以运行帧数据的数量，得到实际波特率。
[0054]
具体地，整个系统内部设置有系统时钟(即clk)，有效性侦测模块能够将多个运行帧数据的持续总时间除以运行帧数据的数量，得到实际波特率。有效性侦测模块将实际波特率(即baud_auto[15:0])发送至波特率时钟模块。
[0055]
步骤s214，根据实际波特率或者预先获取的预设波特率，确定波特率时钟。
[0056]
具体地，这一步骤是由波特率时钟模块(又称为baud_generator模块)来执行的，波特率时钟模块用于生成波特率时钟(即baud_clk)，并将其发送至帧同步模块。
[0057]
具体地，根据baud_manul(人工选择波特率)的值可以选择使用通过baud_div[15:0]手动配置波特率，还是采用cdr模块(即有效性侦测模块)检测到的实际波特率配置baud_auto[15:0]。人工输入的baud_manul为1时选择baud_div[15:0](即选择手动配置波特率)，为0时选择baud_auto[15:0](即选择cdr模块计算出来的实际波特率)。这一步可以根据用户需求选择实际波特率或者手动配置的波特率，现有技术一般只能通过手动配置的波特率进行后续的计算，但这个手动配置的波特率误差较大，准确度远远不如有效性侦测模块计算出来的实际波特率。
[0058]
步骤s216，若生成有效锁定信号，则采集特率时钟对应的时间范围内的第一数据；将多个第一数据组合为第二数据。
[0059]
具体地，这一步骤是由帧同步模块执行的。当帧同步模块接收到有效锁定信号后，就开始工作，将根据波特率时钟采集相应的第一数据。
[0060]
步骤s218，将第二数据与预设的格式配置规则、预设的长度配置规则进行匹配，得到匹配结果；若匹配结果表征匹配成功，则从第二数据中提取同步帧数据和第三数据。
[0061]
在具体实施时，第三数据包括数据帧数据和校验帧数据。
[0062]
具体地，这一步骤是由帧同步模块执行的。将第二数据与预设的格式配置规则(即sync_pt[31:0])、预设的长度配置规则(sync_pt_length[5:0])进行匹配，如果匹配成功，则视为帧同步成功，则可以从第二数据中提取同步帧数据(即sync_data)和第三数据，同时还能生成帧同步成功电平信号(即sync_det，同步标志信号)，同时，还能够通过sync_timeout_th(时间同步装置)同步配置所有原始胎压信号的时间。在此，第二数据中除了同步帧数据的其他数据为第三数据，第三数据一般包括数据帧数据和校验帧数据。
[0063]
具体地，到此，原始胎压信号被分解成四个部分，分别是运行帧数据(又称为runing)、同步帧数据(又称为sync)、数据帧数据(又称为data)和校验帧数据(又称为crc)。这四部分的具体内容为：runing:6～128chips，sync：1～32chips，高位先出；data1～256bit,高位先出，aes加密(可选)；crc：crc-8(x8+x2+x1+1)。具体地，如图3所示为帧格式实例示意图，runing12chips；sync:11110110chips；data：0101100100100bits。
[0064]
具体地，如果没有匹配成功，则所有模块复位，重新执行步骤s202。
[0065]
步骤s220，将运行帧数据、同步帧数据、第三数据和实际波特率作为处理后的胎压信号，将处理后的胎压信号发送至预设的检测电路。
[0066]
本实施例提供了一种胎压信号的处理方法，该方法通过有效性侦测模块对信号进行边沿性检测和有效性测试；通过波特率时钟模块对信号进行时间校正；通过帧同步模块对信号进行同步性匹配，通过这些方法，实现了对原始数据的格式性的拆分，即将原始胎压信号分为四个部分并传输给后续的检测电路，以便于后续检测电路对胎压进行更加精确的检测。
[0067]
实施例三
[0068]
本发明提供一种胎压信号的处理装置，如图4所示，该装置包括：
[0069]
第一处理单元41，用于根据预先获取的原始胎压信号和预先获取的信号电平状态数据，确定运行帧数据、第一数据和实际波特率。
[0070]
第二处理单元42，用于根据实际波特率，确定波特率时钟。
[0071]
第三处理单元43，用于采集特率时钟对应的时间范围内的第一数据，作为第二数据。
[0072]
第四处理单元44，用于根据预设的格式配置规则、预设的长度配置规则以及第二数据，确定同步帧数据和第三数据。
[0073]
输出单元45，用于将运行帧数据、同步帧数据、第三数据和实际波特率作为处理后的胎压信号，将处理后的胎压信号发送至预设的检测电路。
[0074]
本发明实施例所提供的胎压信号的处理装置，其实现原理及产生的技术效果和前述方法实施例相同，为简要描述，装置实施例部分未提及之处，可参考前述方法实施例中相应内容。
[0075]
实施例四
[0076]
本发明实施例提供了一种胎压信号的处理系统50，如图5所示，该系统包括三个模块：有效性侦测模块51、波特率时钟模块52和帧同步模块53，三者依次相连，有效性侦测模块51与帧同步模块53也相连。
[0077]
该系统的工作流程如下：
[0078]
1.在车胎处设置传感器。
[0079]
2.传感器实时采集最开始的第一胎压信号。
[0080]
3.将第一胎压信号发送至cdr模块，该模块的作用是侦测有效信号。
[0081]
4.cdr模块对初始胎压信号进行滤波处理，得到滤波后的胎压信号，即原始胎压信号。(cdr模块接收到用户输入的使能信号dbr_en才会开始后续的工作)。
[0082]
5.确认电平宽度，这个确认结果是根据用户输入的数据得到的。具体方法是：根据baud_div和baud_th，计算得到相应的脉冲信号：baud_valid，根据脉冲信号：baud_valid确
定电平状态。
[0083]
6.cdr模块还会判断滤波后的胎压信号是否是有效胎压信号。判断方法是：把滤波后的胎压信号进行边缘性检测，如果边缘性检测成功(即检测到edge_det信号即脉冲存在，状态机会进入baud_det_st1状态；再次开始采样时，系统同样保持采样边沿信号edge_det，若没有edge_det信号，则保持baud_det_st1状态不变，若有edge_det信号到来，此时开始判断baud_valid信号是否为高电平，若为高电平，则状态机进入下一个状态baud_det_st2，若baud_valid为低电平，则表示检测出错，回到初始状态baud_det_st0重新开始循环；进入baud_det_st2状态后，系统同样保持采样边沿信号edge_det，若没有edge_det信号，则保持baud_det_st2状态不变，若有edge_det信号到来，此时开始判断baud_valid信号是否为高电平，若为高电平，则状态机进入下一个状态baud_det_st3，若baud_valid为低电平，则表示检测出错，回到初始状态baud_det_st0重新开始循环。以此类推，直到到达baud_det_st7，此时状态机将一直保持这个状态，表示runing接收结束，已经收到超过6个码片的runing信号，并能得到有效信号标志lock(这是相当于sync模块的使能信号)，作为sync模块的触发信号。自然地，滤波后的胎压信号就可以分解为四个部分：runing、和其他部分(即第一数据)。
[0084]
7.计算实际波特率，把实际波特率输入baud_generator模块。(cdr模块、baud_generator模块、sync模块中都设置有系统时钟这个装置)。
[0085]
将多次runing的持续的总时间
÷
次数＝实际波特率。
[0086]
8.baud_generator模块能接收实际波特率，还能接收人工输入的波特率，用户可以选择自己输入的波特率，也可以选择实际波特率作为波特率时钟baud_clk输出至sync模块。(baud_manul为1时选择自己输入的波特率,为0时选择实际波特率)。一般都选择实际波特率，这一数据更加准确。
[0087]
9.sync模块接收到了波特率时钟baud_clk和使能信号(有效信号标志lock)和cdc_data(即第一数据)。
[0088]
10.根据波特率时钟baud_clk，采集cdc_data，得到目标cdc_data(即第二数据)。
[0089]
将目标cdc_data中的sync数据与sync_pt[31:0]进行格式匹配，与sync_pt_length[5:0]进行长度匹配，都匹配上，则视为帧同步成功，则产生同步标志信号sync_det。如此，即可从第二数据提取到sync_data数据，第二数据中除了sync_data数据之外的数据为第三数据，一般包括data和crc。根据sync_data还能生成sync_det。
[0090]
否则，上述计算都作废，重新开始整个过程。
[0091]
11.将sync_det、sync_data、runing、data、crc和实际波特率，这些数据作为处理后的胎压信号数据，发送至后续的电路。
[0092]
本发明实施例所提供的胎压信号的处理系统，其实现原理及产生的技术效果和前述方法实施例相同，为简要描述，本实施例部分未提及之处，可参考前述方法实施例中相应内容。
[0093]
实施例五
[0094]
本发明实施例提供第三种胎压信号的处理方法，该方法包括：
[0095]
传感器接收的数据rx_data先进入cdr模块，根据配置的波特率误差阈值baud_th[15:0]和分频系数baud_div[15:0]进行信号波特率检测，当检测到匹配的波特率时，输出
lock信号，高电平有效，并将数据cdc_data传递到sync模块。
[0096]
同时，将检测得的信号实际波特率通过baud_auto[15:0]传递到baud_generator模块中，baud_generator模块将时钟分频之后，产生baud_clk，送给sync模块。
[0097]
sync模块通过同步模式sync_pt[31:0]和同步模式长度sync_pt_length[5:0]配置同步格式，在接收到高电平lock信号后，使用baud_clk对cdc_data进行采样，当检测到与同步模式匹配的信号后，产生同步标志信号sync_det，高电平有效，并将数据通过sync_data传递至后续电路。
[0098]
cdr模块用于侦测有效信号，有如下端口：rx_data，baud_div[15:0]，baud_th[15:0]，baud_auto[15:0]，cdc_data和lock。
[0099]
baud_generator模块用于生成波特率的时钟，其有如下端口：baud_manul，baud_auto[15:0]和baud_div[15:0]。
[0100]
sync模块用于帧同步，其有如下端口：baud_clk，cdc_data,lock，sync_data,sync_det,sync_pt[31:0]，sync_pt_length[5:0和sync_timeout_th[31:0]。
[0101]
本发明实施例所提供的胎压信号的处理方法，其实现原理及产生的技术效果和前述方法实施例相同，为简要描述，本实施例部分未提及之处，可参考前述方法实施例中相应内容。
[0102]
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。